#pragma once

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

template<typename T>
class RingQueue
{
private:
    // 等待信号量，信号量-1
    void P(sem_t& s)
    {
        sem_wait(&s);
    }
    // 发布信号量(归还资源)，信号量+1
    void V(sem_t& s)
    {
        sem_post(&s);
    }
public:
    // 构造函数初始化队列大小，信号量以及互斥锁
    RingQueue(int max_cap)
        :_ringqueue(max_cap)/*构造队列成员个数*/,_max_cap(max_cap),_c_step(0),_p_step(0)
    {
        sem_init(&_data_sem,0,0); // 第一个0表示线程共享，第二个0表示信号量初始值为0
        sem_init(&_space_sem,0,max_cap);

        pthread_mutex_init(&_c_mutex,nullptr);
        pthread_mutex_init(&_p_mutex,nullptr);
    }
    // 生产者生产数据
    void Push(const T& in)
    {
        // 信号量：是一个计数器，是资源的预订机制。预订：在外部，可以不判断资源是否满足，就可以知道内部资源的情况！
        P(_space_sem); // 信号量这里，对资源进行使用，申请，为什么不判断一下条件是否满足？？？信号量本身就是判断条件！
        
        pthread_mutex_lock(&_p_mutex); // 给生产者上锁，解决多生产多消费数据不一致问题，放在P后效率更高
        _ringqueue[_p_step] = in; // 生产数据
        _p_step++;
        _p_step %= _max_cap; // 循环轮转
        pthread_mutex_unlock(&_p_mutex); // 解锁
        V(_data_sem); // 归还数据资源，不为满归还
    }
    // 消费者使用数据
    void Pop(T* out)
    {
        P(_data_sem); 

        pthread_mutex_lock(&_c_mutex);
        *out = _ringqueue[_c_step];
        _c_step++;
        _c_step %= _max_cap;

        pthread_mutex_unlock(&_c_mutex);
        V(_space_sem); 
    }
    // 析构函数释放信号量和互斥锁
    ~RingQueue()
    {
        sem_destroy(&_data_sem);
        sem_destroy(&_space_sem);

        pthread_mutex_destroy(&_c_mutex);
        pthread_mutex_destroy(&_p_mutex);
    }
private:
    std::vector<T> _ringqueue; // vector实现队列
    int _max_cap; // 最大容量

    int _c_step; // 消费者位置
    int _p_step; // 生产者位置

    sem_t _data_sem; //  消费者关心数据资源
    sem_t _space_sem; // 生产者关心空间资源

    pthread_mutex_t _c_mutex;
    pthread_mutex_t _p_mutex;
};